Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

12
Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri Volume 5 Nomor 1 : 9-20 9 Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri 5(1): 9-20 (2016) ISSN 2252-7877 (Print) ISSN 2549-3892 (Online) Tersedia online di http://www.industria.ub.ac.id Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi dari Limbah Cair Tahu Determination of Acidogenic Bacteria Isolate Which Is Able to Produce The Highest Acidity Total from Tofu Wastewater Adriani Sukma Witari * , Irnia Nurika Department of Agro-industrial Technology, Faculty of Agricultural Technology University of Brawijaya, Malang, Indonesia * [email protected] Received: 19 th January, 2016; 1 st Revision: 15 th March, 2016; 2 nd Revision: 28 th March, 2016; Accepted: 30 th March, 2016 Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri asidogenik yang mampu memproduksi total asam tertinggi dari limbah cair tahu. Uji kemampuan asidogenik meggunakan Rancangan Acak Kelompok pola faktorial dengan menggunakan dua perlakuan yaitu persentase inokulum (5%, 10%, dan 15%) dan lama waktu inkubasi (24 jam, 48 jam, dan 72 jam). Parameter yang diukur meliputi kadar total asam tertitrasi, pH, kadar gula reduksi, dan total bakteri asidogenik. Hasil penelitian menunjukkan karakterisasi morfologi koloni isolat terpilih (isolat 1031) berwarna putih tulang, berbentuk bulat, permukaan timbul, dan tepiannnya rata dan karakterisasi morfologi sel isolat 1031 adalah Gram negatif dan berbentuk batang. Berdasarkan hasil karakterisasi biokimia, isolat 1031 memiliki probabilitas kedekatan dengan Hafnia alvei biogp 1 sebesar 94,53%. Persentase inokulum dan lama waktu inkubasi berpengaruh terhadap produksi total asam tertitrasi. Perlakuan terbaik adalah kombinasi perlakuan A3B1 (persentase inokulum 15% dan waktu inkubasi 24 jam), dengan nilai total asam tertitrasi 2,70%, nilai pH 6,33, kadar gula reduksi 0,07%, dan jumlah populasi bakteri asidogenik 1,1 x 108 CFU/ml. Kata kunci: asidogenesis, bakteri asidogenik, limbah cair tahu, dan total asam teritrasi. Abstract This research had an objective to find an acidogenic bacteria which was able to produce the highest organic acid from tofu wastewater. Test of acidogenic capabilty used Randomized Block Design arranged in factorial by using two treatments, inoculum percentage (5%, 10%, and 15%) and incubation time (24 hours, 48 hours, and 72 hours). Parameters measured were production of titration acidity total, pH, degree of sugar reduction, and acidogenic bacteria total. Result showed identification of colony morphology of selected isolate (isolat 1031) were bone-white, round shape, raised surface (elevation), flat edge and cell morphology were Gram-negative bacillus- shaped. Based on the biochemical identification showed isolate 1031 was Hafnia alvei biogp 1 with a probability value of 94.53%. Inoculum percentage and incubation time had significant effect in production of titration acidity total. The best treatment combination was A3B1 (inoculum percentage of 15% and incubation time in 24 hours). A3B1 treatment produced titration acidity total 2,70%, pH 6,33, degree of sugar reduction 0,07%, and acidogenic bacteria total 1,1x108 CFU/ml. Keywords: acidogenesis, acidogenic bacteria, titration acidity total, and tofu wastewater. PENDAHULUAN Tahu merupakan salah satu makanan tradisional masyarakat Indonesia. Tahu banyak dikonsumsi karena harganya yang murah dan bergizi. Kandungan unsur gizi dan kalori dalam 100 gram tahu meliputi energi 79 kal, air 84,8 gram, protein 7,8 gram, lemak 4,6 gram, karbohidrat 1,6 gram, mineral 1,2 gram, kalsium 124 mg, fosfor 63 gram, zat besi 0,8 gram, vitamin A 0 mcg, dan vitamin B 0,06 mg (Oey, 1992). Industri tahu dijumpai hampir di tiap kota di Indonesia. Setiap proses industri mayoritas menghasilkan hasil buangan berupa limbah, termasuk industri tahu. Limbah yang dihasilkan terutama berasal dari cairan kental yang terpisah dari gumpalan tahu yang disebut air dadih (whey). Sumber limbah cair lainnya berasal dari pencucian kedelai, pencucian peralatan proses, air bekas pemasakan dan rendaman kedelai. Limbah industri tahu dapat menimbulkan masalah pencemaran yang cukup berat karena mengandung polutan organik yang cukup tinggi. Sebuah penelitian terdahulu (Tuhu dan Hanry, 2010) menginformasikan bahwa nilai COD limbah cair tahu dari sebuah industri tahu sebesar 6.400 mg/L, TSS 2.800 mg/L, dan pH 4,2. Nilai tersebut masih berada jauh di atas

Transcript of Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

Page 1: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen AgroindustriVolume 5 Nomor 1: 9-20 9

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri5(1): 9-20 (2016)

ISSN 2252-7877 (Print) ISSN 2549-3892 (Online)Tersedia online di http://www.industria.ub.ac.id

Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu Menghasilkan Total Asam Tertinggi dari Limbah Cair Tahu

Determination of Acidogenic Bacteria Isolate Which Is Able to Produce The Highest Acidity Total from Tofu Wastewater

Adriani Sukma Witari*, Irnia NurikaDepartment of Agro-industrial Technology, Faculty of Agricultural Technology

University of Brawijaya, Malang, Indonesia*[email protected]

Received: 19th January, 2016; 1st Revision: 15th March, 2016; 2nd Revision: 28th March, 2016; Accepted: 30th March, 2016

Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri asidogenik yang mampu memproduksi total asam tertinggi dari limbah cair tahu. Uji kemampuan asidogenik meggunakan Rancangan Acak Kelompok pola faktorial dengan menggunakan dua perlakuan yaitu persentase inokulum (5%, 10%, dan 15%) dan lama waktu inkubasi (24 jam, 48 jam, dan 72 jam). Parameter yang diukur meliputi kadar total asam tertitrasi, pH, kadar gula reduksi, dan total bakteri asidogenik. Hasil penelitian menunjukkan karakterisasi morfologi koloni isolat terpilih (isolat 1031) berwarna putih tulang, berbentuk bulat, permukaan timbul, dan tepiannnya rata dan karakterisasi morfologi sel isolat 1031 adalah Gram negatif dan berbentuk batang. Berdasarkan hasil karakterisasi biokimia, isolat 1031 memiliki probabilitas kedekatan dengan Hafnia alvei biogp 1 sebesar 94,53%. Persentase inokulum dan lama waktu inkubasi berpengaruh terhadap produksi total asam tertitrasi. Perlakuan terbaik adalah kombinasi perlakuan A3B1 (persentase inokulum 15% dan waktu inkubasi 24 jam), dengan nilai total asam tertitrasi 2,70%, nilai pH 6,33, kadar gula reduksi 0,07%, dan jumlah populasi bakteri asidogenik 1,1 x 108 CFU/ml.Kata kunci: asidogenesis, bakteri asidogenik, limbah cair tahu, dan total asam teritrasi.

Abstract Thisresearchhadanobjectivetofindanacidogenicbacteriawhichwasabletoproducethehighestorganicacidfromtofuwastewater.TestofacidogeniccapabiltyusedRandomizedBlockDesignarrangedinfactorialbyusing two treatments, inoculumpercentage (5%,10%,and15%)and incubation time (24hours,48hours,and72hours).Parametersmeasuredwere productionof titrationacidity total, pH, degree of sugar reduction, andacidogenicbacteriatotal.Resultshowedidentificationofcolonymorphologyofselectedisolate(isolat1031)werebone-white,roundshape,raisedsurface(elevation),flatedgeandcellmorphologywereGram-negativebacillus-shaped.Basedonthebiochemicalidentificationshowedisolate1031wasHafniaalveibiogp1withaprobabilityvalueof94.53%.Inoculumpercentageandincubationtimehadsignificanteffectinproductionoftitrationaciditytotal.ThebesttreatmentcombinationwasA3B1(inoculumpercentageof15%andincubationtimein24hours).A3B1treatmentproducedtitrationaciditytotal2,70%,pH6,33,degreeofsugarreduction0,07%,andacidogenicbacteriatotal1,1x108CFU/ml.Keywords:acidogenesis,acidogenicbacteria,titrationaciditytotal,andtofuwastewater.

PENDAHULUAN Tahu merupakan salah satu makanan tradisional masyarakat Indonesia. Tahu banyak dikonsumsi karena harganya yang murah dan bergizi. Kandungan unsur gizi dan kalori dalam 100 gram tahu meliputi energi 79 kal, air 84,8 gram, protein 7,8 gram, lemak 4,6 gram, karbohidrat 1,6 gram, mineral 1,2 gram, kalsium 124 mg, fosfor 63 gram, zat besi 0,8 gram, vitamin A 0 mcg, dan vitamin B 0,06 mg (Oey, 1992). Industri tahu dijumpai hampir di tiap kota di Indonesia. Setiap proses industri mayoritas menghasilkan hasil buangan berupa limbah,

termasuk industri tahu. Limbah yang dihasilkan terutama berasal dari cairan kental yang terpisah dari gumpalan tahu yang disebut air dadih (whey). Sumber limbah cair lainnya berasal dari pencucian kedelai, pencucian peralatan proses, air bekas pemasakan dan rendaman kedelai. Limbah industri tahu dapat menimbulkan masalah pencemaran yang cukup berat karena mengandung polutan organik yang cukup tinggi. Sebuah penelitian terdahulu (Tuhu dan Hanry, 2010) menginformasikan bahwa nilai COD limbah cair tahu dari sebuah industri tahu sebesar 6.400 mg/L, TSS 2.800 mg/L, dan pH 4,2. Nilai tersebut masih berada jauh di atas

Page 2: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

10

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

ambang batas yang diijinkan oleh pemerintah.

Berdasarkan Peraturan Gubernur Jawa Timur

No. 72 Tahun 2013, nilai baku mutu limbah cair

industri tahu yang diijinkan dibuang ke

lingkungan adalah nilai BOD5 maksimal adalah

150 mg/L, COD adalah 300 mg/L, TSS adalah

100 mg/L, dan pH adalah 6,0-9,0. Pengolahan air

limbah industri tahu perlu dilakukan guna

menurunkan kandungan polutan organik,

sehingga nilai yang diijinkan sesuai dengan

standar baku mutu yang telah ditetapkan.

Salah satu metode pengolahan limbah cair

yang dapat diterapkan pada industri tahu adalah

proses biologis secara anaerob, yaitu dengan

membuat bak penampungan dengan sistem

tertutup. Pada bak penampungan anaerob

mikroorganisme bekerja untuk menguraikan

material organik di dalam limbah cair tahu.

Produk akhir yang penting dari proses

penguraian anaerob adalah gas metana yang

dapat digunakan untuk biogas, sehingga proses

penguraian anaerob juga dapat disebut sebagai

proses biogas. Produksi biogas melalui 4 tahapan

proses yang meliputi tahap 1: hidrolisis, tahap 2:

asidogenesis, tahap 3: asetogenesis, dan tahap 4:

metanogenesis (Zieminski dan Frac, 2012).

Setiap tahapan tersebut melibatkan kelompok

bakteri yang berbeda.

Tahap asidogenesis memegang peranan

penting pada proses penguraian limbah cair tahu

secara anaerob. Hal ini dikarenakan produk hasil

tahap asidogenesis berupa asam asetat yang

merupakan substrat utama bagi bakteri

metanogenesis untuk memproduksi gas metana

pada tahap selanjutnya. Bakteri asidogenik

(penghasil asam) merubah monomer-monomer

hasil tahap hidrolisis seperti gula, asam amino,

dan asam lemak menjadi asam-asam organik

(asam asetat, propionat, butirat, laktat, format)

alkohol dan keton (etanol, methanol, gliserol dan

aseton), CO2 dan H2. Bakteri asidogenik tumbuh

cepat (waktu regenerasi 30 menit) pada

temperatur 35oC. Contoh bakteri asidogenik

meliputi Clostridium, Bacteroides, Rumino-

coccus, Butyribacterium, Propionibacterium,

Eubacterium, Lactobacillus, Streptococcus,

Pseudomonas, Desulfobacter, Mikrococcus,

Bacillus dan Escherichia (Mara dan Nigel,

2003).

Berdasarkan uraian di atas, tahap

asidogenesis dilakukan oleh berbagai kelompok

bakteri, mayoritas adalah bakteri obligat anaerob

dan sebagian lainnya bakteri anaerob fakultatif

dan belum diketahui jenis bakteri yang bekerja

dominan pada tahap asidogenesis. Oleh karena

itu, dalam penelitian ini dilakukan proses isolasi

dan seleksi untuk mendapatkan bakteri asido-

genik yang mampu menghasilkan asam organik

dari fermentasi glukosa, di mana asam organik

berupa asam asetat merupakan produk tahap

asidogenesis yang paling penting untuk

memproduksi gas metan. Produksi asam organik

dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya

mikroorganisme yang berperan dan lama waktu

inkubasi. Hasil dari penelitian ini, berupa

informasi isolat bakteri asidogenik terpilih pada

tahap asidogenesis limbah cair tahu, diharapkan

dapat memberikan alternatif bagi industri tahu

untuk pengolahan limbah cairnya.

METODE PENELITIAN

Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sampel limbah cair tahu yang diperoleh

dari Pabrik Tahu “ADMA” Tunggulwulung

Malang, agar bacteriological, glukosa, ekstrak

ampas tahu, peptone, aquadest (RRT), dan

serbuk media TSIA. Bahan yang digunakan

untuk analisis pewarnaan Gram meliputi kristal

violet (Mediss), iodin, alkohol 95%, dan

safranin.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret

2015 hingga Juni 2015 di Laboratorium Sentra

Ilmu Hayati Universitas Brawijaya. Analisis

dilakukan di Laboratorium Sentra Ilmu Hayati

Universitas Brawijaya Universitas Brawijaya

dan Laboratorium Biokimia Universitas

Brawijaya.

Pelaksanaan Penelitian Pengambilan Sampel

Sampel yang digunakan dalam penelitian

berasal dari pabrik tahu “ADMA”. Pabrik tahu

“ADMA” merupakan salah satu industri tahu

yang berada di kota Malang, tepatnya di daerah

Tunggulwulung. Kapasitas produksi adalah 900

kwintal sampai 1 ton per hari. Pada proses

produksinya, pabrik tahu “ADMA” rata-rata

menggunakan air sebanyak 36.000 liter/hari.

Sampel limbah yang digunakan adalah limbah

cair tahu. Pengambilan sampel dilakukan dari

satu titik yaitu titik dimana limbah cair tahu jatuh

ke badan sungai. Metode pengambilan sampel

yaitu botol aqua 1,5 liter ke dalam sungai untuk

mengambil lumpur serta limbah cair tahu. Botol

aqua yang sudah penuh kemudian ditutup dan

dikeluarkan dari badan sungai untuk selanjutnya

Page 3: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

11

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

dilakukan pengujian di laboratorium.

Pembuatan Sistem Anaerob Secara In Vitro

Pembuatan sistem anaerob secara in vitro

diawali dengan pengambilan sampel limbah cair

tahu sebanyak 250 ml dan dimasukkan ke dalam

Erlenmeyer 250 ml. Erlenmeyer dikondisikan

sebagai sistem anaerob dengan cara bagian leher

Erlenmeyer disumbat dengan kapas, kemudian

dilapisi malam dan parafin cair. Selanjutnya

Erlenmeyer diihubungkan dengan selang ke

beaker glass yang sudah diisi air. Beaker glass

yang telah diisi air kemudian ditambahkan

desinfektan sebanyak delapan tetes. Air di dalam

beaker glass berfungsi sebagai tempat

penampung gas yang dihasilkan pada proses

anaerob di dalam Erlenmeyer. Secara berkala

diambil sampel dari sistem anaerob untuk

dilakukan pengujian pH. Proses asidogenesis

ditandai dengan adanya penurunan pH. Pada

tahap asidogenesis, pH medium akan mengalami

penurunan, dari yang pH awalnya 6,8 menjadi

kira-kira pH 5 (Schaechter, 2009).

Isolasi dan Purifikasi Bakteri Asidogenik

Proses isolasi bakteri asidogenik diawali

dengan pengenceran sampel dengan mengguna-

kan bacteriological peptone sampai 10-5. Sete-

lah dilakukan pengenceran kemudian diambil 1

ml pada tiap faktor pengenceran dan kemudian

dimasukkan ke dalam cawan petri yang telah

berisi media ekstrak ampas tahu diperkaya

(EATD) dengan glukosa. Pada umumnya isolat

selalu diperoleh dari lingkungan yang mendekati

atau pada substrat tempat tumbuhnya (Hidayat

dkk, 2006). Oleh karena itu digunakan media

ekstrak ampas tahu sebagai media isolasi. Media

tersebut terdiri dari agar bacteriological 3,75

gram, ekstrak ampas tahu 250 ml, dan glukosa

7,5 gram. Selanjutnya diratakan agar sampel

dapat tercampur dengan media. Sampel yang

berada dalam cawan kemudian diinkubasi pada

suhu 37oC selama 24 jam. Setelah 24 jam masa

inkubasi akan terbentuk koloni campuran. Kolo-

ni campuran yang tumbuh selanjutnya diamati.

Koloni yang memiliki karakteristik berbeda

selanjutnya dipurifikasi dengan cara streak plate

(Modifikasi Cappuccino dan Natalie (2013) dan

Modifikasi Waluyo 2010). Isolat murni yang

sudah didapat selanjutnya ditanam pada agar

miring sebagi stok kultur murni.

Seleksi Isolat dengan Uji TSIA

Proses seleksi dilakukan dengan

menumbuhkan kultur murni pada media TSIA

(Triple Sugar Iron Agar). Tahap seleksi isolat

diawali dengan pembuatan media TSIA.

Sebanyak 65 gram serbuk media TSIA dilarut-

kan dalam 1 liter air suling dan dipanaskan

hingga mendidih. Media yang sudah mendidih

selanjutnya dimasukkan dalam tabung reaksi

sebanyak 10 ml dan disterilisasi pada suhu

121oC selama 15 menit. Tabung reaksi selan-

jutnya dibiarkan membeku pada posisi miring.

Isolat yang akan diseleksi selanjutnya dipindah-

kan ke agar miring TSIA dengan cara menggores

bagian miringnya dan menusuk bagian tegaknya.

Kemudian dilakukan proses inkubasi pada suhu

35oC selama 18-24 jam. Diamati perubahan

warna media (Zimbro et al., 2009). Pemilihan

isolat dilakukan pada isolat yang mampu

merubah warna medium menjadi merah pada

bagian slant dan warna kuning pada bagian butt.

Karakterisasi Morfologi (koloni dan sel)

Karakterisasi morfologi koloni dilakukan

secara langsung. Isolat terpilih yang sudah

didapat diamatai warna koloni, bentuk koloni,

permukaan (elevasi) koloni, dan tepian koloni.

Isolat terpilih juga dilakukan karakterisasi

morfologi sel dengan menggunakan bantuan

mikroskop. Morfologi sel yang diamati meliputi

pengecatan Gram dan bentuk sel. Pengecatan

Gram dilakukan untuk membedakan bakteri

Gram positif dan Gram negatif.

Karakterisasi Biokimia

Karakterisasi biokimia isolat terpilih

menggunakan Microbact Identification System.

Uji biokimia dimaksudkan untuk mengetahui

aktivitas biokimia atau metabolisme bakteri

untuk menguraikan molekul kompleks

(karbohidrat, lemat, protein dan asam nukleat)

dan molekul-molekul sederhana (asam amino

dan monosakarida) untuk menghasilkan produk,

selanjutnya dapat digunakan untuk karakterisasi

bakteri pada tingkatan genus dan spesies.

Adapun produk utama hasil biokimia yang

diamati adalah produksi asam organik dari

fermentasi glukosa. Pembacaan hasil uji

Microbact Identification System menggunakan

software Microbact 2000.

Pembuatan Inokulum

Tahap selanjutnya adalah pembuatan

inokulum. Isolat hasil seleksi dengan mengguna-

kan media TSIA disuspensi terlebih dahulu

dengan menggunakan pepton cair. Selanjutnya

diinokulasi sebanyak 5% (v/v) ke dalam 300 ml

media ekstrak ampas tahu diperkaya dengan

Page 4: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

12

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

glukosa (EATD) dan diinkubasi pada suhu 37oC

selama 24 jam. Setelah 24 jam inkubasi,

dilakukan perhitungan jumlah bakteri untuk

mengetahui jumlah bakteri awal. Syarat jumlah

populasi bakteri yang dapat digunakan sebagai

inokulum adalah 10-6 – 10-8 CFU/ml. Adapun

jumlah populasi bakteri awal pada inokulum

adalah 1,3 x 107 CFU/ml. Sehingga jumlah

populasi bakteri yang digunakan untuk rancob

berkisar antara 6,5 x 105 CFU/ml (pada

presentase inokulum 5%) – 1,9 x 106 CFU/ml

(pada presentase inokulum 15%).

Uji Kemampuan Asidogenik

Uji kemampuan bakteri asidogenik dilaku-

kan untuk mengetahui pengaruh persentase

inokulum dan lama waktu inkubasi terhadap

produksi total asam. Rancangan percobaan yang

digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok

(RAK) pola faktorial dengan menggunakan 3

faktor dan 3 ulangan.

1. Faktor I : Persentase inokulum (A) dengan

3 taraf yaitu :

A1 = 5%

A2 = 10%

A3 = 15%

2. Faktor II : Lama waktu inkubasi (B) dengan

3 taraf yaitu :

B1 = 24 jam

B2 = 48 jam

B3 = 72 jam

Parameter yang diamati pada uji

kemampuan bakteri asidogenik meliputi pH,

kadar gula reduksi, kadar total asam, dan total

bakteri asidogenik.

a. Pengukuran Total Asam Tertitrasi (Ranggana,

1997)

Nilai total asam dihitung dengan menggu-

nakan metode titrasi. Sebanyak 10 ml sampel

dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.

Ditambahkan aquades sampai tanda batas lalu

dihomogenkan dan kemudian disaring. Filtrat

diambil 10 ml dan kemudian dimasukkan ke

dalam Erlenmeyer. Indikator PP ditambahkan

sebanyak 2-3 tetes. Selanjutnya dititrasi dengan

larutan NaOH 0,1 N sampai terbentuk warna

merah muda. Pembacaan skala dilakukan pada

saat warna merah muda yang terbentuk pertama

kali dan bertahan sampai beberapa saat. Adapun

rumus perhitungan kadar total asam adalah

sebagai berikut (Aneja, 2003):

Total asam (%) =Volume NaOH x H NaOH x 6,0

Volume bahan (ml)𝑥 100%

b. Pengukuran pH

Pengukuran pH dilakukan dengan

menggunakan pH meter. Pengukuran pH diawali

dengan persiapan bahan penunjang analisa

(aquades, buffer 4, buffer 7, dan buffer 10).

Selanjutnya disiapkan alat pH meter dan dikali-

brasi dengan menggunakan buffer yang tersedia.

Sampel kemudian disiapkan. Sampel selanjut-

nya diukur pHnya menggunakan pH meter. Hasil

uji dicatat.

c. Pengukuran Kadar Gula Reduksi (Sudarmadji,

1997)

Pengukuran kadar gula reduksi menggu-

nakan metode Nelson-Samogyi. Sebanyak 5 ml

sampel ditambahkan 95 ml aquades dan

dihomogenkan. Larutan sampel kemudian

diambil 1 ml, ditambahkan 1 ml larutan Nelson

C (campuran dari larutan Nelson A dan larutan

Nelson B; 25:1 v/v). Sampel selanjutnya

dipanaskan pada hot plate pada suhu 100oC

selama 20 menit. Larutan sampel kemudian

didinginkan sampai mencapai suhu kamar,

kemudian ditambahkan 1 ml arsenomolybdat,

dihomogenkan dengan vortex dan ditambahkan

7 ml aquades kemudian dihomogenkan lagi.

Sampel diukur absorbansinya pada panjang

gelombang 540 nm dan kemudian dikonversi ke

mmol/1 gula reduksi berdasarkan persamaan

segresi senyawa standar glukosa monohidrat.

Adapun rumus menghitung kadar gula reduksi

adalah sebagai berikut:

Kadar gula reduksi =

Absorbansi

slopx Pengenceran

Berat sampel x 106 𝑥100%

d. Perhitungan Jumlah Total Bakteri Asidogenik

(Cappuccino dan Natalie, 2008)

Metode yang digunakan untuk perhitungan

jumlah bakteri adalah metode hitungan cawan

yang didasarkan pada anggapan bahwa setiap sel

yang dapat hidup akan berkembang menjadi satu

koloni. Untuk memenuhi persyaratan statistik,

cawan yang dipilih untuk perhitungan koloni

yang mengandung 25-250 atau 30-300 koloni.

Adapun untuk menghitung jumlah bakteri yang

terdapat pada cawan, digunakan rumus sebagai

berikut :

Jumlah Koloni Bakteri x 1

Pengenceran

Analisis Data

Data pengamatan yang didapat selanjutnya

dianalisa menggunakan Analisis Varian

(ANOVA) untuk mengetahui ada tidaknya

pengaruh atau beda nyata antar perlakuan.

Page 5: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

13

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

Apabila pada masing-masing faktor menunjuk-

kan pengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji

lanjut BNT taraf 5%. Apabila interaksi kedua

faktor terdapat perbedaan yang nyata, maka

dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range

Test (DMRT) pada taraf 5% (Steel and Torrie,

1993).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakterisasi Limbah Cair Industri Tahu

Hasil analisa limbah cair tahu (whey) dapat

dilihat pada Tabel 1. Berdasarkan hasil uji pada

Tabel 1, kandungan air adalah 99,05%,

karbohidrat 0,41%, abu 0,26%, protein 0,20%,

lemak 0,08%, dan pH 3,60. Kandungan tertinggi

dalam whey adalah air.

Tabel 1. Hasil pengujian kandungan limbah cair

whey industri tahu ADMA Malang

Parameter Hasil Analisa

Air (%) 99,05

Karbohidrat (%) 0,41

Abu (%) 0,26

Protein (%) 0,20

Lemak (%) 0,08

pH 3,60

Pada Tabel 1, tingginya kadar air pada whey

disebabkan pada proses pembuatan tahu

menggunakan pelarut berupa air. Air tersebut

sebagian besar tidak ikut menggumpal menjadi

tahu dan selanjutnya menjadi produk samping

berupa limbah whey. Kandungan protein dalam

whey lebih rendah jika dibandingkan karbo-

hidrat. Hal ini dikarenakan sebagian besar

protein mengalami penggumpalan menjadi tahu,

sedangkan karbohidrat tidak dapat menggumpal.

Hal ini sesuai dengan penelitian Ratnani (2011),

dimana kandungan tertinggi pada limbah cair

tahu adalah air dengan nilai 99,162%.

Kandungan karbohidratnya juga lebih tinggi

dibandingkan proteinnya, yaitu karbohidrat

0,294% dan protein 0,155%.

Pada parameter pH, nilai pH whey tahu

adalah 3,60. Nilai tersebut berada jauh di bawah

nilai baku mutu yang telah ditetapkan oleh

pemerintah. Berdasarkan Peraturan Gubernur

Jawa Timur No.72 Tahun 2013, nilai pH limbah

cair tahu yang diijinkan dibuang ke lingkungan

adalah 6-9. Nilai pH limbah cair tahu (whey)

hasil penelitian masih tergolong sangat rendah.

Nilai pH yang rendah dapat mengakibatkan

masalah pencemaran yang serius. Nilai pH < 4

akan mengakibatkan sebagian besar tumbuhan

air mati karena tidak toleran terhadap pH rendah

(Effendi, 2003).

Isolasi Bakteri Asidogenik

Hasil seleksi isolat dengan menggunakan

uji TSIA dapat dilihat pada Tabel 2. Isolat

dengan kode 1022, 1023, 1024, dan 1021, warna

media TSIA bagian slant dan butt berubah

merah. Isolat dengan kode 1031, warna media

TSIA bagian slant berubah merah dan bagian

butt berubah kuning. Isolat dengan kode 1020

dan 1032, warna media TSIA bagian slant dan

butt tetap berwarna orange.

Tabel 2. Hasil seleksi denga menggunakan uji TSIA

(Triple Sugar Iron Agar)

Kode

Isolat

Keterangan

Warna

Slant

Warna

Butt H2S

Gas

H2S

1022 Merah Merah - -

1023 Merah Merah - -

1020 Orange Orange - -

1031 Merah Kuning - -

1032 Orange Orange - -

1024 Merah Merah - -

1021 Merah Merah - -

Berdasarkan Tabel 2, isolat dengan kode

1022, 1023, 1024, dan 1021 merupakan bakteri

non fermenter. Hal ini ditunjukkan dengan

kemampuan isolat yang mampu merubah warna

media menjadi merah pada bagian slant dan

buttnya. Isolat dengan kode 1031 merupakan

bakteri fermenter glukosa, ditunjukkan dengan

kemampuan isolat yang mampu merubah warna

media menjadi merah pada bagian slant dan

kuning pada bagian butt. Isolat dengan kode

1022 dan 1032 menunjukkan hasil uji TSIA

negatif, ditunjukkan dengan warna media yang

tetap berwarna orange. Pada uji TSIA juga

menunjukkan bahwa ketujuh isolat tidak mampu

menghasilkan H2S, ditunjukkan dengan tidak

terbentuknya endapan hitam pada dasar media.

Produksi gas H2 pada ketujuh isolat juga

menunjukkan hasil negatif. Menurut Raihana

(2011), proses fermentasi pada medium TSIA

akan menghasilkan asam format yang kemudian

dioksidasi sempurna menjadi gas hidrogen (H2)

dan karbondioksida (CO2). Gas H2 bersifat tidak

mudah larut dalam media sehingga akan

terakumulasi dalam bentuk gelembung udara di

sepanjang jalur inokulasi dan menyebabkan

media agar menjadi terangkat atau pecah.

Berbeda dengan gas CO2 yang bersifat lebih

mudah larut dalam media sehingga tidak

terbentuk gelembung udara di jalur inokulasi.

Page 6: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

14

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

Berdasarkan hasil uji TSIA tidak ditemukan

medium yang terangkat atau pecah. Hal ini

menunjukkan bahwa pada proses fermentasi

isolat diduga hanya menghasilkan gas CO2 yang

menyebabkan medium tidak terangkat atau

pecah.

Isolat yang dipilih berdasarkan seleksi

dengan menggunakan uji TSIA adalah isolat

1031. Hal ini didasarkan kemampuannya pada

fermentasi glukosa. Berdasarkan hasil pewarna-

an Gram, isolat 1031 merupakan bakteri Gram

negatif. Pengamatan pertumbuhan pada media

cair menunjukkan bahwa isolat 1031 bersifat

anaerob fakultatif, ditunjukkan dengan adanya

warna keruh pada bagian tengah media cair

ampas tahu. Contoh bakteri Gram negatif yang

mampu memfermentasikan glukosa, tidak

membentuk H2S dan bersifat anaerob fakultatif

adalah Shigella spp. (kecuali S. flexneri, S.

boydii, dan S. dysenteriae) (Dworkin et al, 2006;

Greenwood et al, 2012).

Karakterisasi Morfologi Koloni dan Sel

Isolat yang dilakukan karakterisasi

morfologi koloni dan sel adalah isolat yang

terpilih berdasarkan seleksi dengan mengguna-

kan media TSIA, yaitu isolat 1031. Pengamatan

morfologi koloni meliputi warna, bentuk,

permukaan, dan tepi. Pengamatan morfologi sel

meliputi pengecatan Gram dan bentuk sel. Hasil

dari karakterisasi morfologi koloni dan sel dapat

dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Karakterisasi morfologi koloni dan sel

Parameter Hasil Pengamatan

Morfologi koloni

- Warna koloni Putih tulang

- Bentuk koloni Bulat

- Permukaan koloni Timbul

- Tepi koloni Rata

Morfologi sel

- Pengecatan Gram Negatif

- Bentuk sel Batang

Berdasarkan hasil karakterisasi morfologi

koloni dan sel pada Tabel 3, isolat 1031

koloninya berwarna putih tulang, bentuk

koloninya bulat, permukaan koloninya timbul,

tepian koloninya rata. Pengamatan hasil

pengecatan Gram dengan menggunakan mikros-

kop, menunjukkan bahwa isolat bakteri 1031

berwarna merah muda. Warna merah muda

mengindikasikan bahwa isolat bakteri 1031

termasuk bakteri Gram negatif. Bakteri Gram

negatif mengalami kehilangan warna saat

diberikan pewarna peluntur berupa iodin Gram,

sehingga akan menyerap warna merah muda dari

pewarna tandingan safranin (Cappucino dan

Natalie, 2013). Adapun pengamatan bentuk sel

dari isolat 1031 dengan menggunakan

mikroskop adalah berbentuk batang.

Gambar 1. Hasil pengecatan Gram (perbesaran

1000x)

Karakterisasi Biokimia

Hasil uji biokimia menunjukkan oksidase,

ornithine, H2S, glukosa, manitol, xilosa, indol,

urease, sitrat, TDA, gelatin, malonat, inositol,

sorbitol, rhamnosa, sukrosa, laktosa, arbinosa,

adonitol, salisin, dan arginin, bernilai negatif.

Adapun hasil uji yang bernilai positif meliputi

lysin, ONPG, dan V-P. Berdasarkan pembacaan

hasil uji dengan menggunakan software

Microbact 2000, isolat 1031 adalah Hafnia alvei

biogp 1 dengan nilai probabilitas sebesar 94,53%

(percent probability).

Hasil uji lisin positif menunjukkan isolat

1031 mampu melakukan dekarboksilasi lisin

dengan produk akhir berupa diamina (kadaverin)

ditambah karbon dioksida (Cappuccino dan

Natalie, 2013). Hasil dari dekarboksilasi lisin

berupa amin (bersifat basa) akan menetralisasi

suasana asam, akibatnya jumlah total asam

organik berkurang. Hasil uji ONPG (o-

Nitrophenyl-β D-galactoside) positif menunjuk-

kan isolat 1031 mampu memproduksi enzim β-

galaktosidase yang dapat menghidrolisis

substrat ONPG yang mengandung laktosa dan

bersifat kromogenik (Priliani,2008). Hasil uji VP

(Voges Proskauer) positif menunjukkan isolat

1031 mampu membentuk produk akhir non-

asam atau netral, seperti asetilmetilkarbinol, dari

asam-asam organik yang dihasilkan dari

metabolisme glukosa (Cappuccino dan Natalie,

2013).

Page 7: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

15

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

Hafnia alvei termasuk dalam genus

Enterobacter dan hanya terdiri dari satu spesies

(Greenwood, 2012). Hafnia alvei dapat

ditemukan di dalam tanah, produk susu, sewage,

dan feses manusia dan hewan. Bakteri ini

merupakan bakteri anaerob fakultatif, katalase

positif, oksidase negatif, dan Gram negatif

berbentuk batang (McMillan et al., 2006).

Menurut Rodriguez et al. (1998), Hafnia alvei

dianggap sebagai bakteri patogen oportunistik

yang secara alami terdapat pada saluran

pencernaan.

Tabel 4. Hasil uji biokimia menggunakan Microbac-

ter kit 24E

Test Isolat 1031 Oksidase -

Lysin +

Ornithine -

H2S -

Glukosa -

Manitol -

Xilosa -

ONPG +

Indol -

Urease -

V-P (Voges Proskauer) +

Sitrat -

TDA (Tryptophan

Deaminase) -

Gelatin -

Malonat -

Inositol -

Sorbitol -

Rhamnosa -

Sukrosa -

Laktosa -

Arbinosa -

Adonitol -

Rafinosa -

Salisin -

Arginin -

Uji Kemampuan Asidogenik

Kadar Total Asam Tertitrasi (TAT)

Berdasarkan analisissidik ragam menun-

jukkan bahwa persentase inokulum memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar total

asam tertitrasi, waktu inkubasi memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar total

asam tertitrasi, dan interaksi antara persentase

inokulum dan waktu inkubasi tidak memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar total

asam tertitrasi. Rerata kadar total asam tertitrasi

pada berbagai persentase inokulum dapat dilihat

pada Tabel 5 dan rerata kadar total asam tertitrasi

pada berbagai waktu inkubasi dapat dilihat pada

Tabel 6.

Tabel 5. Rerata persentase total asam tertitrasi pada

berbagai persentase inokulum

Persentase

Inokulum

(%)

Perlakuan

Persentase

Total

Asam

Tertitrasi

(%)

Notasi

5 A1 1,90 b

10 A2 2,35 a

15 A3 2,28 a

Keterangan: Angka yang mempunyai notasi huruf

yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada uji

BNT 5%.

Berdasarkan Tabel 5, produksi total asam

tertitrasi berada pada rentang 1,90 - 2,35%.

Perlakuan A1 berbeda nyata terhadap A2 dan

A3, sedangkan perlakuan A2 dan A3 tidak

berbeda nyata satu sama lain. Perlakuan terbaik

adalah perlakuan yang menghasilkan produksi

total asam tertitrasi tertinggi, yaitu pada

perlakuan A2 dan A3. Pada persentase inokulum

5% nilai total asam tertitrasinya adalah 1,90%,

pada persentase inokulum 10% nilai total asam

tertitrasinya adalah 2,35%, dan pada persentase

inokulum 15% nilai total asam tertitrasinya

adalah 2,28%. Perlakukan terbaik adalah pada

penambahan persentase inokulum 10% dan

15%, dengan nilai total asam tertitrasinya 2,35%

dan 2,28%. Produksi total asam tertitrasi

mengalami peningkatan seiring dengan bertam-

bah banyaknya persentase inokulum yang

ditambahkan. Peningkatan total asam tertitrasi

diduga dikarenakan semakin banyaknya sel yang

berperan dalam perombakan substrat untuk

menghasilkan produk fermentasi berupa asam

organik. Hal ini sesuai dengan pendapat Legowo

dkk (2009) yang menyatakan bahwa semakin

banyak bakteri yang memproduksi asam

organik, maka semakin tinggi asam yang

terbentuk.

Produksi total asam tertitrasi dapat

dikaitkan dengan kadar gula reduksi yang

merupakan substrat bagi bakteri asidogenik

untuk menghasilkan asam organik. Semakin

rendah kadar gula reduksi yang tersisa,

mengindikasikan semakin tingginya asam

organik yang dihasilkan. Pada parameter kadar

gula reduksi, perlakuan terbaik adalah perlakuan

yang menghasilkan kadar gula reduksi terendah

yaitu pada penambahan inokulum 15% yang

juga merupakan perlakuan terbaik pada produksi

total asam tertitrasi. Hal ini membuktikan bahwa

Page 8: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

16

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

semakin tinggi kadar total asam tertitrasi maka

semakin rendah kadar gula reduksi sisa.

Nilai total asam tertitrasi juga dapat

dikaitkan dengan nilai pH. Semakin tinggi

produksi asam organik maka pH media akan

semakin rendah. Pada parameter pH, perlakuan

terbaik adalah perlakuan yang menghasilkan

nilai pH terendah, yaitu pada penambahan

persentase inokulum 15% yang juga merupakan

perlakuan terbaik pada parameter total asam

tertitrasi. Hal ini membuktikan bahwa semakin

tinggi total asam tertitrasi maka semakin rendah

nilai pH medianya. Penurunan nilai pH berkaitan

dengan nilai pKa atau derajat kelarutan asam.

Nilai pKa menunjukkan kemampuan asam

organik untuk berionisasi menghasilkan (H+),

semakin besar kemampuan ionisasinya maka

semakin besar pula pengaruhnya terhadap pH,

yaitu nilai pH menjadi semakin turun

(McDonald, 1991).

Tabel 6. Rerata persentase total asam tertitrasi pada

berbagai waktu inkubasi

Waktu

Inkubasi

(24 jam)

Perlakuan

Persentase

Total Asam

Tertitrasi

(%)

Notasi

24 B1 2,65 a

48 B2 1,87 b

72 B3 2,02 b

Keterangan: Angka yang mempunyai notasi huruf

yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada uji

BNT 5%.

Berdasarkan Tabel 6, produksi total asam

tertitrasi berada pada rentang 1,87 – 2,65%.

Perlakuan B1 berbeda nyata terhadap B2 dan B3,

sedangkan perlakuan B2 dan B3 tidak berbeda

nyata satu sama lain. Perlakuan terbaik adalah

perlakuan yang menghasilkan produksi total

asam tertitrasi tertinggi, yaitu pada perlakuan

B1. Nilai total asam tertitrasi pada waktu

inkubasi 24 jam adalah 2,65%, nilai total asam

tertitrasi pada 48 jam adalah 1,87%, dan nilai

total asam tertitrasi pada waktu inkubasi 72 jam

adalah 2,02%. Perlakuan terbaik adalah pada

waktu inkubasi 24 jam dengan nilai total asam

tertitrasi 2,65%. Pada waktu inkubasi 48 dan 72

jam terjadi penurunan produksi asam. Hal ini

diduga dikarenakan substrat yang tersedia sudah

semakin berkurang. Bakteri asidogenik memer-

lukan waktu tertentu untuk mencapai

pertumbuhan optimal dan diduga dicapai pada

waktu inkubasi kurang dari 24 jam. Jumlah total

asam organik yang berkurang juga dapat

disebabkan aktivitas biokimia berupa dekarbok-

silasi lisin. Dekarboksilasi lisin akan mengha-

silkan amin (bersifat basa) yang dapat

menetralisasi asam.

Produksi total asam tertitrasi juga berkaitan

dengan jumlah bakteri asidogenik yang ada di

dalam whey tahu. Pada waktu inkubasi 24 jam

terjadi peningkatan jumlah bakteri asidogenik,

selanjutnya pada waktu inkubasi 48 dan 72 jam

jumlah bakteri asidogenik cenderung mengalami

penurunan. Hal ini diduga dikarenakan lebih dari

24 jam bakteri asidogenik telah melewati fase

logaritmiknya. Produksi asam organik akan

meningkat pada fase logaritmik dan akan mulai

mengalami penurunan pada fase stasioner. Pada

fase logaritmik terjadi penggandaan jumlah sel

yang lebih cepat dari fase sebelumnya dan

konsentrasi nutrien pada media fermentasi juga

semakin berkurang (Yuwono, 2007). Pertum-

buhan dan perbanyakan sel bakteri juga diiringi

dengan pembentukan metabolitnya (Nisa dkk,

2008). Metabolit primer yang dihasilkan oleh

bakteri asidogenik adalah asam organik.

Derajat Keasaman (pH)

Berdasarkan analisis sidik ragam menun-

jukkan bahwa persentase inokulum memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap pH, waktu

inkubasi tidak memberikan pengaruh yang

signifikan terhadap nilai pH, dan interaksi antara

persentase inokulum dan waktu inkubasi tidak

memberikan pengaruh yang signifikan terhadap

pH. Rerata nilai pH pada berbagai persentase

inokulum dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7. Rerata nilai derajat keasaman (pH) pada

berbagai persentase inokulum

Persentase

Inokulum

(%)

Perlakuan

Derajat

Keasaman

(pH)

Notasi

5 A1 6,87 c

10 A2 6,51 b

15 A3 6,30 a

Keterangan: Angka yang mempunyai notasi huruf

yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada uji

BNT 5%.

Berdasarkan Tabel 7, rentang nilai pH

adalah 6,30 – 6,87. Perlakuan A1 berbeda nyata

terhadap A2 dan A3. Perlakuan B2 berbeda

nyata terhadap A1 dan A3. Perlakuan A3

berbeda nyata terhadap A1 dan A2. Perlakuan

terbaik adalah perlakuan dengan nilai derajat

keasaman (pH) terendah, yaitu pada perlakuan

A3. Pada persentase inokulum 5% pH media

adalah 6,78, pada persentase inokulum 10% pH

media adalah 6,51, dan pada persentase

Page 9: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

17

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

inokulum 15%, pH media adalah 6,30. Perlakuan

terbaik adalah pada penambahan inokulum 15%

dengan nilai pH media 6,30. Semakin tinggi

persentase inokulum menyebabkan semakin

rendahnya pH media. Hal ini diduga dikarenakan

semakin banyaknya jumlah bakteri yang

melepaskan ion H+ sebagai akibat perombakan

zat organik menjadi produk asam. Pembentukan

asam sebagai hasil dari fermentasi akan

menurunkan pH media biakan (Pastra dkk,

2012).

Kadar Gula Reduksi

Berdasarkan analisis sidik ragam menun-

jukkan bahwa persentase inokulum memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar gula

reduksi, waktu inkubasi tidak memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar gula

reduksi, dan interaksi antara persentase

inokulum dan waktu inkubasi tidak memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap kadar gula

reduksi. Rerata kadar gula reduksi pada berbagai

persentase inokulum dapat dilihat pada Tabel 8.

Kadar gula reduksi yang terukur selama

proses fermentasi adalah kadar gula reduksi sisa

yang tidak dimanfaatkan oleh bakteri asido-

genik. Berdasarkan Tabel 8, rentang nilai kadar

gula reduksi adalah 0,075 – 0,363%. Perlakuan

A1 berbeda nyata terhadap A2 dan A3.

Perlakuan A2 berbeda nyata terhadap A1 dan

A3. Perlakuan A3 berbeda nyata terhadap A1

dan A2. Perlakuan terbaik adalah perlakuan yang

menghasilkan sisa gula reduksi paling sedikit,

yaitu perlakuan A3. Pada persentase inokulum

5% kadar gula reduksinya adalah 0,363%, pada

persentase inokulum 10% kadar gula reduksinya

adalah 0,190% dan pada persentase inokulum

15% kadar gula reduksinya adalah 0,075%.

Perlakuan terbaik adalah pada peersentase

inokulum 15% dengan nilai kadar gula reduksi

0,075%. Kadar gula reduksi semakin menurun

dengan semakin tingginya persentase inokulum.

Penurunan kadar gula reduksi diduga akibat

pemanfaatan gula reduksi untuk pertumbuhan

dan perbanyakan sel serta pembentukan

metabolit bakteri. Semakin banyak jumlah

bakteri maka semakin banyak substrat yang

dikonsumsi.

Pada prinsipnya fermentasi adalah

menumbuhkan mikroba pembentuk produk

fermentasi (misal alkohol dan asam) pada

lingkungan yang dikendalikan. Salah satu faktor

keberhasilan fermentasi adalah jenis substrat.

Mikroba membutuhkan energi yang berasal dari

karbohidrat, protein, lemak, mineral, dan zat-zat

gizi lainnya yang ada pada media fermentasi

(Afriani, 2010). Pada penelitian ini substrat yang

dikonsumsi oleh bakteri pembentuk asam adalah

gula reduksi. Bakteri penghasil asam meman-

faatkan gula reduksi sebagai sumber energi,

pertumbuhan, dan pembentukan metabolit

berupa asam organik selama proses fermentasi

berlangsung (Nisa dkk, 2008).

Gula reduksi berupa glukosa merupakan

sumber karbon utama bagi bakteri asidogenik

untuk menghasilkan metabolit primer berupa

asam organik. Ketersediaan substrat yang cukup

akan menghasilkan produk fermentasi yang

optimal. Namun pada penelitian, kadar gula

reduksi sebelum ditambahkan inokulum nilainya

sangat rendah yaitu 0,059%. Sehingga untuk

memenuhi kebutuhan metabolismenya, bakteri

asidogenik melakukan perombakan sumber

karbon lainnya, yaitu merombak pati menjadi

gula reduksi. Akibatnya kadar gula reduksi

mengalami peningkatan pada penambahan

inokulum 5%, nilainya menjadi 0,363%.

Tabel 8. Rerata kadar gula reduksi pada berbagai

persentase inokulum

Persentase

Inokulum

(%)

Perlakuan

Derajat

Keasaman

(pH)

Notasi

5 A1 0,363 c

10 A2 0,190 b

15 A3 0,075 a

Keterangan: Angka yang mempunyai notasi huruf

yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada uji

BNT 5%.

Tabel 9. Rerata jumlah populasi bakteri pada

berbagai persentase inokulum dan waktu inkubasi

Persentase

Inokulum

(A) (%)

Waktu

Inkubasi

(B)

Perlakuan

Pupulasi

Bakteri

(CFU/ml)

5

24 jam

A1B1 0,3 x 108

10 A2B1 0,1 x 108

15 A3B1 1,1 x 108

5

48 jam

A1B2 14 x 108

10 A2B2 0,7 x 108

15 A3B2 4,4 x 108

5

72 jam

A1B3 7,4 x 108

10 A2B3 1,9 x 108

15 A3B3 0,6 x 108

Total Bakteri Asidogenik

Berdasarkan analisis sidik ragam

menun-jukkan bahwa waktu inkubasi tidak

memberikan pengaruh yang signifikan terhadap

jumlah populasi bakteri asidogenik, persentase

inokulum tidak memberikan pengaruh yang

signifikan terhadap jumlah populasi bakteri asi-

Page 10: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

18

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

Tabel 10. Seleksi data

Persentase

Inokulum

(%)

Waktu

Inkubasi

(jam)

Perlakuan TAT pH Gula

Reduksi TPC

5 24 A1B1 2,35 6,64 0,37 0,3 x 108

10 A2B1 2,90 6,52 0,19 0,1 x 108

15 A3B1 2,70 6,33 0,07 1,1 x 108

5 48 A1B2 1,70 6,94 0,36 14 x 108

10 A2B2 1,75 6,60 0,19 0,7 x 108

15 A3B2 2,15 6,33 0,08 4,4 x 108

5 72 A1B3 1,65 7,02 0,36 7,4 x 108

10 A2B3 2,40 6,40 0,19 1,9 x 108

15 A3B3 2,00 6,24 0,08 0,6 x 108

dogenik, dan interaksi antara waktu inkubasi dan

persentase inokulum tidak memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap jumlah

populasi bakteri asidogenik. Rerata jumlah

populasi bakteri asidogenik pada berbagai

persentase inokulum dan waktu inkubasi dapat

dilihat pada Tabel 9.

Persentase bakteri asidogenik yang

ditambahkan sebelum dilakukan proses inkubasi

adalah 5%, 10%, dan 15%. Namun setelah

dilakukan inkubasi jumlah bakteri asidogenik

tidak berbeda secara signifikan. Hal ini diduga

berkaitan dengan kemampuan pertumbuhan

bakteri asidogenik. Fase pertumbuhan bakteri

terdiri dari fase lag (fase adaptasi), fase

logaritmik (fase eksponensial), fase pertum-

buhan stasioner, dan fase kematian (Yuwono,

2007). Berdasarkan Tabel 9 rentang populasi

bakteri asidogenik adalah 0,1 – 14 x 108

CFU/ml. Pada waktu inkubasi 24 jam, jumlah

bakteri asidogenik mengalami peningkatan,

namun pada waktu inkubasi 48 dan 72 jam

jumlah bakteri asidogenik tidak berbeda nyata

atau tidak mengalami peningkatan.

Penentuan Perlakuan Terbaik

Penentuan kombinasi perlakuan terbaik

dilakukan berdasarkan uji BNT yang telah

dilakukan sebelumnya pada keempat parameter.

Adapun keempat parameter tersebut meliputi pH,

kadar gula reduksi, kadar total asam tertitrasi,

dan total bakteri asidogenik. Perlakuan terbaik

adalah perlakuan yang memiliki notasi “a” pada

keempat parameternya.

Pada Tabel 10, kombinasi perlakuan terbaik

ditunjukkan dengan adanya tanda blok warna

hijau yang ada pada keempat parameter. Tanda

blok mengindikasikan bahwa parameter tersebut

memiliki notasi “a” pada uji lanjut yang telah

dilakukan sebelumnya, yaitu pada uji BNT.

Hasil yang didapatkan, terdapat tiga kombinasi

perlakuan yang memiliki tanda blok warna hijau

pada keempat parameternya, yaitu perlakuan

A3B1, A3B2, dan A3B3. Pemilihan perlakuan

terbaik hanya dilakukan pada satu kombinasi

perlakuan, yaitu perlakuan A3B1. Hal ini

berkaitan dengan efisiensi waktu inkubasi,

dengan waktu inkubasi 24 jam sudah dapat

menghasilkan total asam tertitrasi yang tinggi.

Adapun perlakuan A3B1 terjadi pada waktu

inkubasi 24 jam dengan penambahan inokulum

15%, menghasilkan total asam tertitrasi 2,70%,

nilai pH 6,33, kadar gula reduksi 0,07%, dan

jumlah populasi bakteri asidogenik 1,1 x 108

CFU/ml.

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis dan pembahasan

terhadap hasil pengumpulan dan pengolahan

data dapat disimpulkan bahwa:

1. Karakterisasi morfologi koloni isolat 1031 adalah

berwarna putih tulang, berbentuk bulat,

permukaannya timbul, dan tepiannya rata.

Karakterisasi morfologi sel isolat 1031 adalah

Gram negatif dan berbentuk batang.

Berdasarkan hasil karakterisasi biokimia, isolat

1031 memiliki probabilitas kedekatan dengan

Hafnia alvei biogp 1 sebesar 94,53%.

2. Persentase inokulum dan lama waktu

inkubasi berpengaruh terhadap produksi total

asam tertitrasi. Perlakuan terbaik adalah

kombinasi perlakuan A3B1 (persentase

inokulum 15% dan waktu inkubasi 24 jam),

dengan nilai total asam tertitrasi 2,70%, nilai pH

6,33, kadar gula reduksi 0,07%, dan jumlah

populasi bakteri asidogenik 1,1 x 108 CFU/ml.

Saran yang dapat diberikan untuk penelitian

selanjutnya yaitu agar melakukan penambahan

substrat gula untuk mendapatkan hasil produksi

total asam organik yang optimal. Penambahan

berbagai macam substrat gula, seperti glukosa,

fruktosa, dan sukrosa juga akan lebih baik,

karena dapat digunakan sebagai perbandingan

Page 11: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

19

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

produksi total asam organik dari substrat gula

yang berbeda.

Daftar Pustaka

Afriani. (2010). Pengaruh Penggunaan Starter Bakteri

Asam Laktat Lactobacillus plantarum dan

Lactobacillus fermentum Terhadap Total Bakteri

Asam Laktat, Kadar Asam dan Nilai pH Dadih Susu

Sapi. Jurnal Ilmiah Ilmu-Ilmu Peternakan. 8(6): 279-

285.

Aneja, K.R. (2003). Experiments in Microbiology,

Plant Pathology and Biotechnology. New Delhi: New

Age International.

Cappuccino, J.G dan Natalie S. (2013). Manual

Laboratorium Mikrobiologi Edisi 8. Jakarta: Buku

Kedokteran EGC.

Dworkin, M., Stanley F., Eugene R., Karl H.S., and Erko

S. (2006). The Prokaryotes, Third Edition, A

Handbook on the Biology of Bacteria:

Proteobacteria: Gamma Subclass. New York:

Springer.

Effendi, H. (2003). Telaah Kualitas Air Bagi

Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan

Perairan. Yogyakarta: Kanisius.

Greenwood, D., Mike B., Richard S., and Will I. (2012).

Medical Microbiology, 18th edition. British:

Churchill Livingstone.

Hidayat, N., Masdiana C. P., dan Sri S. (2006).

Mikrobiologi Industri. Yogyakarta: ANDI OFFSET.

Legowo, A.M., Kusrahayu, dan Sri M. (2009). Ilmu dan

Teknologi Susu. Semarang: Badan Penerbit

Universitas Diponegoro.

Mara, D. and Nigel H. (2003). The Handbook of Water

and Wastewater Microbiology. California: Academy

Press.

McDonald, P., Nancy H., dan Shirley H. (1991). The

Biochemistry of Silage, 1st Edition. London:

Chalcombe Publications.

McMillan, J.A., Ralph D.F., Catherine D.D., and M.

Douglas Jones. (2006). Oski’s Pediaatrics, Pronciple

and Practice. Philadelphia: Lippincott Williams &

Wilkins.

Nisa, F.C., Joni K., dan Ruth C. (2008). Viabilitas dan

Deteksi Subletal Bakteri Probiotik Pada Susu Kedelai

Fermentasi Instan Metode Pengeringan Beku (Kajian

Jenis Isolat dan Konsentrasi Sukrosa Sebagai

Krioprotektan). Jurnal Teknologi Pertanian. 9(1):

40-51.

Oey, K.N. (1992). Daftar Analisis Bahan Makanan.

Jakarta: UI Press.

Pastra, D.A., Melki, dan Heron S. (2011). Penapisan

Bakteri yang Bersimbiosis dengan Spons Jenis

Aplysina sp. Sebagai Penghasil Antibakteri dari

Perairan Pulau Tegal Lampung. Maspari Journal.

4(1): 77-82.

Priliani, A. (2008). Karakterisasi Fisiologi dan

Identifikasi Molekuler Isolat-Isolat Bacillus sp.

Penghasil Bakteriosin Asal Tambak Udang. Skrispi.

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Raihana, N. (2011). Profil Kultur dan Uji Sensitivitas

Bakteri Aerob dari Infeksi Luka Operasi Laparatomi

di Bangsal Bedah RSUP Dr. M. Djamil Padang.

Tesis. Program Pascasarjana. Universitas Andalas.

Padang.

Ranggana, S. (1997). Manual of Analysis of Fruit and

Vegetables Product. New Delhi: Tata McGraw Hill.

Ratnani, R.D. (2011). Kecepatan Penyerapan Zat

Organik Pada Limbah Cair Industri Tahu Dengan

Lumpur Aktif. Jurnal Momentum. 7(2): 18-24.

Rodriguez, L.A., C.S. Gallardo, F. Acosta, T.P. Nieto, B.

Acosta and F. Real. (1998). Hafnia alvei as an

Opportunistic Pathogen Causing Mortality in Brown

Trout, Salmo trutta L. Journal of Fish Diseases.

21(5): 365-370.

Schaechter, Moselio. (2009). Encyclopedia of

Microbiology, Third Edition. California: Academy

Press.

Steel, R.G. dan J.H. Torrie. (1993). Prinsip dan Prosedur

Statistika (Pendekatan Biometrik). Jakarta: Gramedia

Pustaka Utama.

Sudarmadji, S. (1997). Prosedur Analisa untuk Bahan

Makanan dan Pertanian, Edisi 4. Yogyakarta:

Liberty.

Tuhu, A.R. dan Hanry S.W. (2010). Pengolahan Air

Limbah Tahu dengan Menggunakan Teknologi

Plasma. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan. 2(2): 19-

28.

Waluyo, L. (2010). Teknik dan Metode Dasar Dalam

Mikrobiologi. Malang: UMM Press.

Yuwono, T. (2007). Biologi Molekular. Jakarta:

Erlangga.

Zieminski, K. and Frac, M. (2012). Methane

Fermentation Process as Anaerobic Digestion of

Biomass: Transformations, Stages and Micro-

Page 12: Penentuan Isolat Bakteri Asidogenik yang Mampu ...

20

Penentuan Isolat Bakteri …

Industria: Jurnal Teknologi dan Manajemen Agroindustri, 5(1): 9-20 (2016)

Organisms. African Journal of Biotechnology.

11(18): 4127-4139.

Zimbro, M.J., David A.P., Sharon M.M., George E.W.,

and Julie A.J. (2009). DifcoTM & BBLTM Manual:

Manual of Microbiological Culture Media, Second

Edition. Maryland: Becton, Dickinson and Company.